C进阶养成记 - 养成记19：编译过程简介

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本章节我们来聊一聊编译过程，我们写代码通常会用现成的集成开发环境，比如vs2010等，写完后一键编译，就能获取我们想要的可执行文件，那么在这一键编译的过程中，发生了什么？编译是个怎样的过程？要想了解这个过程，我们首先来了解下编译器。

编译器大概可由如下几个部分组成：

由图我们可以得知，编译器由预处理器、编译器、汇编器、链接器组成，而编译过程，则可参考如下的这张图：

从图中可看到，代码从源程序到目标文件，经过的步骤比较负责，下边我们来逐一分析：

预编译：

-处理所有的注释，用空格代替

-将所有的#define删除，并且展开所有的宏定义

-处理条件编译指令#if，#ifdef，#elseif，#else，#endif等

-处理#include，展开被包含的文件

-保留编译器需要使用的#pragma指令

gcc中预编译指令为：gcc -E file.c -o file.i

VC中的预编译指令为：cl -E file.c > out.i

下边来看个示例：

//header.h 

char* p = "Delphi";
int i = 0;

//main.c
#include "header.h"

// Begin to define macro

#define GREETING "Hello world!"
#define INC(x) x++

// End

int main()
{   
    p = GREETING;
    
    INC(i);
    
    return 0;
}

vs2010下使用预编译器进行与编译，cl -E main.c > main.i，main.i文件的内容如下：

#line 1 "main.c"
#line 1 "f:\\study\\c\\header.h"

char* p = "Delphi";

int i = 0;
#line 2 "main.c"

int main()
{   
    p = "Hello world!";
    
    i++;
    
    return 0;
}

从main.i的内容，我们可以知道，头文件被展开了、注释去掉了、#define去掉了，并且在对应的位置作了宏替换

编译：

-在预编译完成后，就由编译器对预编译完成的文件进行词法分析、语法分析和语义分析

-词法分析：分析关键字，标识符，立即数等是否合法

-语法分析：分析表达式是否遵循语法规则

-语义分析：在语法分析的基础上进一步分析表达式是否合法

-分析结束后进行代码优化生成相应的汇编代码文件

gcc中的编译指令为：gcc -S file.c -o file.s

汇编：

-汇编器将编译得到的汇编代码转变为机器可以执行的指令

-每条汇编语句几乎都对应一条机器指令

总结：

编译过程分为预处理，编译，汇编和链接四个阶段

-预处理：处理注释，宏以及已经以#开头的符号

-编译：进行词法分析，语法分析和语义分析

-汇编：将汇编代码翻译为机器指令的目标文件

C进阶养成记 - 养成记19：编译过程简介

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